Астроинженерное сооружение

Астроинжене́рное сооруже́ние — гипотетическое сооружение искусственного характера. По своим размерам сопоставимы с масштабами звезды, что, как предполагается, должно обеспечивать видимость подобных сооружений, теми же методами, какими наблюдаются звёзды (например, радиотелескопы). Астроинженерные сооружения могут создаваться для различных целей, но важным условием является масштабность их влияния: своей работой они должны оказывать воздействие на всю звёздную систему. Отсутствие видимых признаков работы астроинженерных сооружений является доказательством в пользу истинности парадокса Ферми.

Виды астроинженерных сооружений

Астроинженерные сооружения можно условно поделить на объекты для генерации электроэнергии, поселения и звёздные двигатели.

Космические поселения

Цилиндр О’Нила (также колония О’Нила) — вариант космического поселения, предложенный американским физиком Джерардом О’Нилом в 1976 году. Концепция базируется на использовании материалов, добываемых с Луны и астероидов. Представляет из себя два цилиндра, вращающихся в противоположных направлениях (для устранения гироскопического эффекта и облегчения задачи нацеливания на Солнце). Каждый цилиндр занимает в длину 8 км и в диаметре составляет 32 км. В единую конструкцию эти два цилиндра объединяются через подшипники на концах. Также в конструкции цилиндра предполагается размещение системы линз для распределения солнечного света внутри жилого пространства.

Мир-кольцо — вариант космического поселения, предложенный американским фантастом Ларри Нивеном в серри книг «Мир-кольцо». Представляет из себя узкое кольцо, которое вращается вокруг звезды, получая от неё энергию для своего существования. Сам автор приводил следующие параметры кольца в приложении ко второй книге:

• длительность суток — 30 часов;
• 1 оборот — 7,5 дней;
• Масса — 300 масс Земли (приблизительно) — 2×10³⁰ граммов;
• Радиус — 1,53×10⁸ км = 1 Астрономическая единица (приблизительно);
• Окружность — 9,6×10⁸ км;
• Ширина — 1 604 516 км;
• Площадь поверхности — 1,5×10¹⁵ км²;
• Гравитация на поверхности — 0,992 g.

Диск Алдерсона — развитие идеи поселения — кольца. Представляет собой плоский диск, расположенный вокруг центральной звезды. В такой конфигурации будет иметь узкую обитаемую, расположенную на удалении от звезды. Ближе к звезде температура будет слишком высокой для живого организма, дальше от звезды — слишком низкой.

Звёздные машины

Устройства, предназначенные для переработки энергии звезды в пригодную для использования.

Двигатель Шкадова — предложенный советским учёным Леонидом Михайловичем Шкадовым вариант звёздного двигателя. Представляет собой большое зеркало (солнечный парус) расположенное вблизи звезды. Стабильность орбиты обеспечивается уравновешиванием сил давления солнечного света и гравитации. За счёт несимметричности солнечного излучения возникает движущая сила, которая и приводит звезду в движение. Данная конструкция может быть стабильной на протяжении тысячелетий, а движение звезды влечёт за собой движений планет, что позволяет перемещать в масштабах галактики целые звёздные системы. Например, для Солнца, со светимостью 3,83⋅10²⁶ Вт и массой 1,99⋅10³⁰ кг, тяга, даваемая отражением половины солнечного излучения, будет равна 1,28⋅10¹⁸ ньютонов. За 1 миллион лет Солнечная система покроет 0,03 световых года и прирастит скорость на 20 м/с.

Сфера Дайсона — астроинженерное сооружение, предназначенное для преобразования энергии от звезды, а также для создания жилого пространства. Представляет собой структуру, возведённую вокруг звезды (или чёрной дыры), с радиусом, сопоставимым с радиусами планетарных орбит. Концепция предложена американским физиком-теоретиком Фрименом Дайсоном. Представление о сфере Дайсона разнится, начиная от цельной оболочки, заканчивая роем небольших спутников. Также одной из идей применения сферы Дайсона является идея о продлении жизненного цикла звезды за счёт влияния при помощи сферы Дайсона на протекающие внутри звезды термоядерные реакции.

Двигатель Каплана — вариант звёздной машины, которая совмещает в себе как процесс преобразования энергии, так и создание тяги для перемещения звезды. Концепция предложена астрофизиком Мэттью Капланом. Заключается в фокусировании излучаемого света и его перенаправления на отдельные участки звезды. За счёт этого возникают локальные области нагрева, которые создают потоки солнечного ветра. Затем солнечные ветер собирается электромагнитными полями и перенаправляется в двигатель, работающий на ядреном синтезе. Получаемый в результате этого поток плазмы стабилизирует положение двигателя относительно звезды, а поток кислорода-14 даёт реактивную тягу.

Методы поиска астроинженерных сооружений

Достоверное доказательство наличия астроинженерных сооружений во Вселенное стало бы подтверждением существования разумной жизни помимо человека. Но на данный момент поиски не привели к положительному результату. Основным признаком наличия астроинженерного сооружения в обозримой области является обнаружение точечного источника инфракрасного излучения при отсутствии любых естественных источников излучения, вроде коричневых карликов. Также признаком астроинженерного сооружения может быть периодичность излучения. Например, свет звезды, окружённой роем Дайсона, будет улавливаться в моменты прохождения между пробелами в структуре роя.

Проекты SETI и Breakthrough Listen занимаются поиском признаков внеземного разума и одним из направлений поиска является поиск признаков существования астроинженерных сооружений. Метод поиска заключается в обработке большого объёма данных, получаемых с телескопов в поисках аномальных сигналов и последующим их более детальным изучением.